2.2 匀变速直线运动的规律 课件-2023-2024学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

2.2 匀变速直线运动的规律 新粤教版 高中物理必修第一册 第一章 根据《道路交通安全实施条例》第八十条规定：机动车在高速公路上行驶，车速超过100km/h，就应当与同车道的前车保持100m以上的距离;车速低于100km/h的，与同车道的前车车距可以适当的缩短，但是最小也不得少于50m。 匀变速直线运动:速度——时间图象 v/m.s-1 t/s 0 v0 特点：一条倾斜的直线，该直线与纵轴的交点表示t=0时刻的初速度。 1、可求任一时刻的速度。 vt t t 加速度等于直线的斜率 加速度a=k。 速度与时间的关系 由加速度公式 变形可得 这就是匀变速直线运动速度随时间变化的关系，称为匀变速直线运动的速度公式 速度与时间的关系 2.如图所示是某质点运动的图像。试描述该图像与物体运动实际情况的对应关系。请求出该物体每个时间段的加速度。 ①在0~1s内，物体做初速度为零的匀加速直线运动至1s末速度为4m/s ③在3~4s内，物体做匀减速直线运动至4s末速度为零 ②在1~3s内，物体做匀变速直线运动至3s末速度为－4m/s ① ② ③ (在1~2s内，物体做匀减速直线运动至2s末速度为零，2~3s内，物体做反向匀加速直线运动至3s末速度为－4m/s) 当一辆汽车以速度v做匀速直线运动，那么我们如何求出在时间t内这辆汽车的位移？你能想出几种办法？ 方法总结 1.公式法：x=vt 2.图像法：在匀速直线运动的v – t 图线中可以用图线与时间轴所围的矩形“面积”表示位移。 v/m.s-1 v 0 t/s t 若当两辆汽车以相同的速度大小v=3m/s，不同方向做匀速直线运动，那么它们的v-t图像如何画？此时各自图线与t轴所围面积的含义如何描述？ 0 3 6 9 x/m -3 -6 -9 v/m.s-1 3 2 1 0 1 2 3 4 t/s 5 -1 -2 -3 甲 乙 面积的正负含义： (1)面积为正，表示位移的方向为正方向； (2)面积为负，表示位移的方向为负方向； 思考与讨论 当一辆汽车在不同的时间段，以不同的速度做匀速直线运动，那么我们如何求出在时间t内这辆汽车的位移？ v/m.s-1 v3 0 t/s t3 v2 v1 t2 t1 x1=v1t1 x2=v2(t2-t1) x3=v3(t3-t2) x=x1+x2+x3 三个面积之和 做匀变速直线的物体，在时间t内的位移与时间会有怎样的关系？图线与时间轴所围图形的“面积”的含义又是什么？ v 0 t v0 t 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度v/(m.s-1) 0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.62 以上表格中的数据是“探究小车速度随时间变化的规律”记录的，表中的“速度v”是某个同学得到的小车在0,1，2，……，5几个位置的瞬时速度，但原始纸带没有保存。 (2)你能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？ (1)瞬时速度可以用某一极短时间内的平均速度来粗略的表示,那么某一时刻瞬时速度是否可以用来粗略表示这一时刻附近的、极短时间内的平均速度？ 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度v/(m.s-1) 0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.62 (3)用以下方法，是否可以？ 是否存在误差？ x=0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.11×0.1+1.38×0.1=… 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度v/(m.s-1) 0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.62 (4)如果要提高小车位移估算的精确程度，你认为怎样做才能比较好的减小误差？ 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度v/(m.s-1) 0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.62 v/m.s-1 0.9 0.6 0.3 0 0.1 0.2 0.3 0.4 t/s 0.5 1.2 1.5 v/m.s-1 0.9 0.6 0.3 0 0.1 0.2 0.3 0.4 t/s 0.5 1.2 1.5 v/m.s-1 0.9 0.6 0.3 0 0.1 0.2 0.3 0.4 t/s 0.5 1.2 1.5 v0 0 t/s t v v v/(m∙s-1) 推导：由图可知梯形的面积： 即得位移： 将v＝v0＋at代入上式得： 位移与时间的关系 1.公式： 2.对位移公式的理解: （1）只适用于匀变速直线运动； （2）因为v0、a、x均为矢量，使用公式时应先规定正方向。 （一般以v0的方向为正方向） （3）若v0=0， 位移与时间的关系 对于公式： 式中x的含义是什么？是位置还是位移？ 开始时(0时刻)物体位于坐标原点，所以在t时刻位移的大小等于该时刻物体的位置坐标x。如果计时开始时物体位于坐标为x0的位置，那么在t时刻位移的大小就是x-x0，上面的公式就应该写为 如图所示是某质点运动的 图像。请分别求出物体第2s、前2s内、第3s、前3s内的位移。 课堂练习 第2s位移为：2m 前2s内位移为：4m 第3s位移为：-2m 前3s内位移为：2m 位移公式： 匀变速直线运动的重要推论公式： 位移与时间的关系 算一算： 请利用匀变速直线运动的速度公式： 消去时间 ，化简得出结果。 匀变速直线运动中，物体的初速度为 ，经过两个连续相等的时间后末速度为 ，中间时刻为 ，请用方程表述 、 、 三者之间的关系 在匀变速直线运动中，某一段时间内中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度。 匀变速直线运动的重要推论公式： 【思考问题】 消去 整理可得 例题：如图所示，一艘快艇要以的加速度 在海面上做匀加速直线运动，快艇的初速度是 。求这艘快艇在8s末的速度和8s内的位移。 解：选初速度为正方向 快艇在8s末的速度为 根据 这艘快艇在8s末的速度为22m/s 快艇在8s内发生的位移为 根据 例题改编1： 若一艘快艇熄火后以2m/s2的加速度在海面上做匀减速直线运动，快艇的初速度是6m/s，求这艘快艇在2s末的速度是多大？8s末的速度大小呢？ 提示：首先应判断题目所给的时间快艇是否一直在运动，然后用匀变速直线运动的速度公式进行求解。 解： 快艇在2s末的速度为 根据 选初速度方向为正方向,则加速度为-2m/s2 = t 设快艇停止的时间为t = =3s 2、从开始到8s末经过的时间大于3s，根据题意，快艇已经停止，8s末的速度为0. 1、2s末快艇没停止， 解： 选初速度方向为正方向,则加速度为-2m/s2 = t 设快艇停止的时间为t = =3s 从开始到8s末经过的时间大于3s，根据题意，快艇已经停止，时间应该用3秒代入公式. =6×3+ ×（-2）×9 =9m 若艘快艇熄火后以2m/s2的加速度在海面上做匀减速直线运动，快艇的初速度是6m/s，求这艘快艇在8s内的位移。 例题改编2： 速度公式是否能适用于匀减速直线运动？具体运用时，要注意什么？ 注意：在匀减速直线运动中，如果取初速度的方向为正方向，则a取负值。 对刹车类问题要注意“时间过量问题”。 适用 二、如 何 选 ？ 小结 1.匀变速直线运动 定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫作匀变速直线运动，匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线 2.速度与时间的关系：＝ v0 ＋ at（矢量式） 3.位移与时间的关系：s=t+ a（矢量式） 4.速度与位移的关系：vt 2 － v0 2 ＝ 2as 5.平均速度等于中间时刻的瞬时速度，即v= = $$